かけざんけいさんき(続々)
2023.11.28
入力は0~9までの押しボタンの列が2組

10進数から2進数4bitへのエンコーダ回路(ダイオードマトリクス)

このままだとボタンを押し続けないといけないから、トグルスイッチか、押しボタンだったらオルタネート(押すたびにON/OFF交代)のようにメカ的に状態が保持されるものが良い。

本当は、セレクトボタンのようにひとつだけONになる機構のものが望ましい。昔の扇風機のOFF/弱/中/強のボタンだってひとつしか入らないようになっていたでしょう。(無理やり2つ以上押したりして遊んだけどな)

電子的に実現するなら言うまでもなくフリップフロップ

クリアボタン →かけられる数 →かける数 →答え という操作順

次に掛け算回路
前に挙げた1,2,4,8の掛け算マトリクス
ANDと加算回路で構成

あまりにストレートで面白くないので、リレーを駆使すると良さそう。
ガシャ、ガシャ、っていう音。

答えの表示は10位、1位それぞれ0~9までの豆電球が並んでいる。

今度は入力とは逆に、2進数4bitから10進数0~9までのデコーダを使う。それと豆電球を駆動するならその電流が流せる程度のトランジスタを通す必要がある。

黒板(いまどきはホワイトボードか、電子ボードか)に吊り下げるかマグネットで貼り付けられるような構造
薄く、軽く、アクリルで。
しかしリレーで回路を組むと、そんな薄くて軽いは無理。
かけざんけいさんき(続)
2023.11.28
とりあえず前提として、
  ・電卓は使わない
  ・マイコンは使わない
  ・できるだけ単純にしたい
としてみます。

0~9までの入力があるので10進→2進変換
それが2つ(かける数とかけられる数)

なぜ2進数に変換するかというと、10進数のままでは回路が大規模になって大変。
0x0は省略するとしても、9x9のマトリクスを作って、それぞれの交点でANDしなければいけない。
2進数にすれば、もっと圧縮できる。

掛け算回路の原理




これは九九表です。
9なら1と8です。3なら1と2です。
かける数、かけられる数、それぞれの交わったところの数字を全部足すと、掛け算の答えになります。
これを論理回路で実現すると、それぞれANDをして、その結果を加算回路で足していくわけです。

以上は、あくまでも一例です。
山の頂上へ行く方法がいくつもあるように、答えにたどり着く方法は一つではありません。

もっと回りくどいやり方でも構いません。
たとえば、7x8= は7を8回繰り返して足すような回路にする。

小2の時、
九九表をなかなか覚えられず、先生の前で口頭で全部言えないと、家に帰るのが遅くなりました。必死で覚えて、また先生の前で言って、ひっかかってやり直しです。
覚えてしまったあとでも、九九表をど忘れする事もあります。そんな時、足し算を繰り返したものでした。

7を8回繰り返して足すといっても、人の目で確認できないぐらいの高速で動かせば、まさかそんな事をやっているなんてバレません。

あるいは、
前に書いたように九九表をROMに入れておく。アドレスが8bitあって、それを4bitずつに区切って0~9を割り当てる。ここではBCDで表現します。A~Fまでは考えないものとします。
そして九九表をROMに書き込み、結果はデータバスから、やはりBCDで得られるというものです。
これは昔、実際に作りました。その計算はMSXのBASICで処理して、書込データを作ったのでした。同じくMSX用のROMライタを自作していましたから、その場で書き込みました。

この方式だと素早く答えが出ますけど、簡単すぎて、あまり面白くありませんね。

ちなみにROMはANDとORの組み合わせです。アドレスはANDですね。各ビットのANDで0番地、1番地、2番地・・・というふうにメモリセルを選択します。
それぞれのメモリセルには、8bitの値が入っていて、最終的に出力される前に各番地から来たデータがORされているという考え方です。もちろんひとつの番地しかアクティブになりませんから、壊れたりしていない限り、その番地のデータだけ出力されます。

見てわかりやすそうなのはダイオードアレイでしょうね。とにかくダイオードを縦横に並べて、マトリクスを構成します。

いずれにしても電子回路なので超高速で答えが出ます。

やはり、回りくどくて遅くて、リレーがガシャガシャ動いて、どんだけかかるんだと心配になった後にようやくポロッと答えが出る、なんてのが面白そうです。

例の鑑定番組などで、結果表示なんて一瞬で出るのに、なんでわざわざガシャガシャガシャ・・・と数字を変化させて、間を置いて結果をパッと表示させるかというと、やっぱり「演出」でしょうね。
あっさりと結果を出したって面白くないですからね。
もったいぶるというか、ちょっと期待をもたせるというか、そんな感じです。
かけざんけいさんき
2023.11.28
前に書いた、学校の空き教室倉庫でのケガはショックな出来事だったが、同時にそこで興味深い発見もあった。

何か、大きい木箱のようなものが置いてあった。
表面は、たしかこんな感じ(写真)だったと思う。40年前の記憶で細かいところは不鮮明。


要するにこれは、掛け算を説明する為の教材を誰かが手作りしたものらしい。

黒点のところは釘が打ってあり、電極になっていた。
◯のところは豆電球だった。

つまり、2 x 3 だったら、2と3をリード線でつなげば、6の(1位の)豆電球が灯る、という仕掛けを作りたかったらしい。

中をのぞいてみると、何か中途半端な配線で未完成のようにも見えた。

私は、これに大変興味を持ち、自分で作ってみようと思い立った。
家に帰ると「らくがきちょう」に妄想を書きなぐり始めた。

そこで九九表のように回路を描いていこうとしたが、ふと、行き詰まった。

単純な「まめでんきゅうとかんでんち」の知識だけでは、途中で行き詰まる。上手に説明できないが、実際に回路を作っていくと、回り込みが発生しておかしくなる。

ダイオードを組み合わせなければならないようだ、と気づく。それで考えを進めて行っても、何かモヤモヤする。えらく複雑になりそうだと。

当時は知らなかったが、AND回路とOR回路が必要になってくる。
3x4なら3と4のANDの結果は、ランプ10位の1と1位の2につながるけどそこで他の信号とORする。
ANDやORはダイオードでもリレーでも良い。

これは、今だったらROMに九九表を入れてしまえばいいだろうと思うのだが、当時はそんな発想は無かった。
ただ、「まめでんきゅうとかんでんち」の知識では完成できないのは確かだ。それで中途半端に放置されていたわけ。
大ピンチずかん
2023.11.28
「大ピンチずかん」
最近流行している絵本のようです。
子どもが経験する様々なピンチが集められているとか。

私は、もうそんなの経験済みですよって(笑)。
どうしてこうなった、という事例だらけです。枚挙に暇がない、というやつだ。
余計な事をしてワナにはまる。もがいたら、さらに深みにはまる。やらなきゃよかった、なんで余計な事をした、という後悔しかない。

最大のピンチは海で深みにはまった事です。あのまま流されて溺れた可能性も。これは親には話してない。
海で遊んでいるうちに濡れたりするけど、大雨の日と同じで、もう全身濡れたって同じだと開き直った。
そこで着衣のまま海に浸かって、頭だけ出して歩き回って遊んでいた。
背が届く範囲なら大丈夫だろうと思っていた。
そのときの水は冷たくなく、生ぬるい感じで気持ちが良かった。
稚魚が集まって泳いでいるのを見たりして面白い。不思議な感覚だった。
ところが・・・突然、足がつかなくなった。急に深くなった所に足を踏み入れてしまった。とっさに、まずいと思って必死でバタバタして脱出を試みた。じつは泳げないのだ。
なんとか脱出して、足がつく所まで移動でき、一旦、海から上がってきた。
潮が引いてからそのあたりを見てみると、どうなっていたか良くわかった。

その次ぐらいなのは、また、水に関わる事件で。
最初住んでいた家にあった庭、植木の水撒き用にポリバケツ(大きさは、ゴミバケツとして使われているヤツを思い出してもらえれば)が置いてあって、水で満たされていた。
ある時、自分はアニメの1シーンを思い出したのか、水の中をのぞいてみたくなったらしい。
トムとジェリーだったのかはわからない。
時代的には後になるが、イメージとしては、ラピュタの街で水の中をのぞいてみるシーンがあるけど、あんなふうに見てみたかったのだろう。
そこで頭を突っ込んで水の中を見ようとしているうちに、ポリバケツの水中に落ちてしまったという。(自分はあまり覚えてない)
ひっくり返って脱出もできず、ジタバタジタバタ足を動かしていたと聞く。
幸い、発見が早くて助かったが、そのまま溺*していた可能性も。

水に関する危険な体験のせいか、結局泳げるようにならなかったし、自分は水には近づいてはいけないのだろう。

その次に思い出したのは、
なんとなく線路に置き石をしたら、それが後で問題になって翌日学校で先生からみんなに話があり、目撃者によると小学生がやったらしいが誰かわからない。通りがかりに発見した人が撤去したので事故にはならなかった。列車転覆は重罪だとかそんな怖い話でドキドキして、なんであんな事をしたんだろうとひどく後悔したりとか。

もちろん、その後、現在に至るまで二度と置き石はしていない。深く反省した。

「裁判にかけられる」と聞いて、その時の自分の脳内イメージは、なぜかレコードが再生していた。レコードをかける、という意味でしか知らなかったからだ。

本当に何も考えずに、なんとなくやってしまった事が大失敗だったというのが多かった。
その「なんとなく」がイカンのだ。
なんとなくっていうのは、たとえば歩きながら生け垣の葉っぱをなんとなくむしったり、柵の縦棒をトントントンとなぞっていったりとか。

そう、ピンチの3番目はそんな感じの出来事。
学校で空き教室の倉庫みたいになっている部屋があった。
たまたま道具を取りに入った時か、掃除だったか忘れたが、ケガが苦手な方は、この先は読まないほうが良い。




長い台があり、なんとなくその端を手でなぞりながら歩いていたら、いきなり痛みが走って流血・・・
見ると、板ガラスが積み重ねてあり、うっかりその切り口を手でなぞってしまって切れたのだ。

もう、何も考えてないというか、我ながらバカさ加減に情けなくて涙出てくらぁ、ってやつです・・・

ケガは他にも色々あったが、
工作をしていてセロハンテープの台を床に置いていたら、つまずいた拍子に膝に当たってパックリ切れてしまい、骨が見えたかどうかまで覚えてないが、縫合するようなケガだったんだろう、たぶん。

それよりも以前に、同級生が遊具で頭を怪我して縫ったという話を聞いていて、とにかく痛かった、ということらしい。縫うと痛いのか。なるほど、と覚えていた。だから、縫うようなケガを非常におそれていた。

おそらく、このパックリ開いた傷口は「縫わないといけませんね」と医者が言いそうだと予感した。
そんな事になったら大変だ。必死になり、指で傷口を押さえてくっつけようとした。なあに、しばらく押さえておけばくっつくだろう。
確かにくっついた感じだったが・・・すぐに剥がれてしまった。歩いたりして動くとダメだ。押さえながら歩こう。

その後どうしたかわからないが、とにかく絆創膏をベタベタ貼りまくったり、右足をなるべく動かさないようにしながら過ごしたら、なんとかくっついて一安心だった。
いまも傷跡が残っている。

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